DE102012207829B4 - Blowby flow control system for a turbocharged engine - Google Patents

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Abstract

Strömungssteuersystem (10) umfassend:einen Motor (20), der einen Luft-Öl-Separator (56) und einen Ansaugkrümmer (40) aufweist, wobei der Luft-Öl-Separator (56) Öltröpfchen und Ölnebel von einem Blowby-Gas (52) trennt;einen Turbolader (22), der einen Lufteinlass (76) und einen Luftauslass (78) aufweist, wobei der Luftauslass (78) fluidmäßig mit dem Ansaugkrümmer (40) des Motors (20) verbunden ist;eine positive Kurbelwellengehäuse-Belüftungs-(PCV-)Belüftungsleitung (68), die ein erstes, fluidmäßig mit dem Luft-Öl-Separator (56) verbundenes Ende und ein zweites, fluidmäßig mit dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) verbundenes Ende aufweist, wobei die PCV-Belüftungsleitung (68) das Blowby-Gas (52) von dem Luft-Öl-Separator (56) zu dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) liefert; undeine Strömungsregulierungsvorrichtung (92); dadurch gekennzeichnet, dassdie Strömungsregulierungsvorrichtung (92) in der PCV-Belüftungsleitung (68) angeordnet und eingerichtet ist, um selektiv die Strömung von Blowby-Gas (52) von dem Luft-Öl-Separator (56) zu dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) derart zu begrenzen, dass eine negative Druckgrenze in dem Kurbelwellengehäuse (50) unter hoher Motorlast nicht in Richtung erhöhten Vakuums überschritten wird.A flow control system (10) comprising: an engine (20) having an air-oil separator (56) and an intake manifold (40), the air-oil separator (56) having oil droplets and oil mist from a blowby gas (52 ); a turbocharger (22) having an air inlet (76) and an air outlet (78), the air outlet (78) being fluidly connected to the intake manifold (40) of the engine (20); a positive crankcase ventilation (PCV) ventilation line (68) which has a first end that is fluidly connected to the air-oil separator (56) and a second end that is fluidly connected to the air inlet (76) of the turbocharger (22), the PCV- Vent line (68) supplies the blowby gas (52) from the air-oil separator (56) to the air inlet (76) of the turbocharger (22); and a flow regulator (92); characterized in that the flow regulating device (92) is disposed in the PCV vent line (68) and is arranged to selectively restrict the flow of blowby gas (52) from the air-oil separator (56) to the air inlet (76) of the turbocharger (22) in such a way that a negative pressure limit in the crankshaft housing (50) is not exceeded in the direction of increased vacuum under high engine load.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Strömungssteuersysteme und insbesondere auf ein Strömungssteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für einen turbogeladenen Motor, der eine in einer PCV-Belüftungsleitung angeordnete Strömungsregulierungsvorrichtung aufweist, die an den Turbolader angebunden ist. Ein gattungsgemäßes Strömungssteuersystem geht der Art nach im Wesentlichen aus der WO 2009 / 084 144 A1 hervor.
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 10 2008 004 826 A1 , DE 10 2006 019 636 A1 , DE 100 26 492 A1 und EP 2 089 614 B1 verwiesen.The present invention relates to flow control systems and, more particularly, to a flow control system according to the preamble of claim 1 for a turbocharged engine having a flow regulating device disposed in a PCV vent line connected to the turbocharger. A flow control system of the generic type emerges essentially from WO 2009/084 144 A1.
Regarding the further state of the art, please refer to the publications at this point DE 10 2008 004 826 A1 , DE 10 2006 019 636 A1 , DE 100 26 492 A1 and EP 2 089 614 B1 referenced.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Während des Motorbetriebs kann Verbrennungsgas zwischen dem Zylinder und den entsprechenden Kolbenringen und in das Kurbelwellengehäuse des Motors ausströmen. Das ausgeströmte Verbrennungsgas wird als Blowby-Gas bezeichnet und umfasst typischerweise unverbrannte Ansaugluft, Treibstoff, Abgas, Ölnebel und Wasserdampf. In dem Bestreben, das Kurbelwellengehäuse zu belüften und das Blowby-Gas zu der Ansaugseite des Motors zurückzuführen, ist ein positives Kurbelwellengehäuse-Belüftungssystem (PCV-System von positive crankcase ventilation) vorgesehen.Combustion gas can escape between the cylinder and the corresponding piston rings and into the crankcase of the engine during engine operation. The exhausted combustion gas is referred to as blowby gas and typically includes unburned intake air, fuel, exhaust gas, oil mist, and water vapor. In an effort to ventilate the crankcase and return the blowby gas to the intake side of the engine, a positive crankcase ventilation system (PCV system) is provided.

Ein Luft-Öl-Separator ist zum Trennen der Blowby-Gase von Öl und Nebel vorgesehen. Bei einem turbogeladenen Motor durchläuft ein Teil des Blowby-Gases den Luft-Öl-Separator wird dann durch eine PCV-Leitung zu dem Einlass des Turboladers geleitet. Der Turbolader ist mit einem Ansaugkrümmer des Motors verbunden. Unter Bedingungen hoher Last (High-Boost-Bedingungen) kann am Turboladereinlass und innerhalb des Kurbelwellengehäuses des Motors ein partielles Vakuum erzeugt werden. Das partielle Vakuum wird erzeugt, wenn unter Bedingungen hoher Last die Luftströmung in den Turbolader hinein zunimmt. Dies wiederum kann dazu führen, dass die negative Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses überschritten wird. Das Kurbelwellengehäuse umfasst Lippendichtungen, die typischerweise zwischen dem Motorblock und der Kurbelwelle montiert sind und zum Dichten sowie dafür verwendet werden, das Eindringen von Verunreinigungen und Ölleckage zu verhindern. Jedoch kann ein Überschreiten der negativen Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses dazu führen, dass die Lippendichtungen aus ihrer eingesetzten Position herausgezogen werden.An air-oil separator is provided to separate the blowby gases from oil and mist. In the case of a turbocharged engine, some of the blowby gas passes through the air-oil separator and is then passed through a PCV line to the inlet of the turbocharger. The turbocharger is connected to an intake manifold of the engine. Under high load conditions (high boost conditions), a partial vacuum can be generated at the turbocharger inlet and within the crankshaft housing of the engine. The partial vacuum is created when the air flow into the turbocharger increases under high load conditions. This in turn can lead to the negative pressure limit of the crankshaft housing being exceeded. The crankcase includes lip seals that are typically mounted between the engine block and the crankshaft and are used for sealing as well as preventing contaminants from entering and oil leakage. However, exceeding the negative pressure limit of the crankshaft housing can result in the lip seals being pulled out of their inserted position.

Bei einem Ansatz wird der Level des Kurbelwellengehäuse-Vakuums durch Reduzieren eines Teils des PCV-Belüftungsleitungsdurchmessers begrenzt. Bei einem alternativen Ansatz ist in der PCV-Belüftungsleitung ein Durchlass mit einer bestimmten Größe vorgesehen. Jedoch kann das Auswählen eines geeigneten PCV-Leitungsdurchmessers oder Durchlasses oft eine signifikante Menge an Zeit, Testen und Entwicklung erfordern, um die erwünschten Kurbelwellengehäuse-Drücke unter Bedingungen hoher Last zu erhalten. Darüber hinaus kann es sein, dass, selbst wenn der geeignete PCV-Leitungsdurchmesser oder Durchlass ausgewählt ist, PCV-Vereisungs- oder Kurbelwellengehäuse-NOx-Anforderungen nicht erfüllt werden. Speziell in kalten Klimazonen kann sich kondensiertes Wasser in dem PCV-System ansammeln und gefrieren, vor allem in Bereichen, in denen der PCV-Leitungsdurchmesser reduziert worden ist. Gefrorenes Wasser in der PCV-Leitung kann zu einer versperrten Gasströmung oder zu Vereisung der Belüftungssystemkomponenten führen. NOx-Anforderungen werden ungünstig beeinflusst, weil eine eingeschränkte Gasströmung in der PCV-Leitung wiederum dazu führt, dass weniger frische Luft zu dem Motorkurbelwellengehäuse zugeführt wird.In one approach, the level of the crankcase vacuum is limited by reducing some of the PCV vent line diameter. In an alternative approach, a passage of a certain size is provided in the PCV ventilation line. However, selecting an appropriate PCV line diameter or passage can often require a significant amount of time, testing, and development to obtain the desired crankcase pressures under high load conditions. Additionally, even if the appropriate PCV conduit diameter or passage is selected, PCV icing or crankcase NO x requirements may not be met. Especially in cold climates, condensed water can collect and freeze in the PCV system, especially in areas where the PCV line diameter has been reduced. Frozen water in the PCV line can block the gas flow or cause the ventilation system components to freeze. NO x requirements are adversely affected because a restricted gas flow in the PCV line in turn means that less fresh air is supplied to the engine crankshaft housing.

Bei noch einem anderen Ansatz, den Level des Kurbelwellengehäuse-Vakuums zu begrenzen, wird die PCV-Leitungslänge signifikant verlängert. Jedoch hat auch dieser Ansatz die Tendenz, kondensiertes Wasser in der PCV-Leitung anzusammeln und zu gefrieren.In yet another approach to limit the level of the crankcase vacuum, the PCV line length is significantly increased. However, even this approach has a tendency to accumulate condensed water in the PCV line and freeze it.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein PCV-System anzugeben, das unter Bedingungen hoher Last ein bestimmtes Kurbelwellengehäuse-Vakuum nicht überschreitet, während nach wie vor PCV-Vereisungs- und Kurbelwellengehäuse-NOx-Anforderungen erfüllt werden.Accordingly, the invention is based on the object of specifying a PCV system which, under high load conditions, does not exceed a certain crankshaft housing vacuum, while PCV icing and crankshaft housing NO x requirements are still met.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Diese Aufgabe wird mit einem Strömungssteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a flow control system having the features of claim 1.

Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind ohne weiteres offensichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen herangezogen wird.The above features and advantages and other features and advantages of the invention are readily apparent from the following detailed description of the invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhalber in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnung bezieht, in der ein beispielhaftes schematisches Schaubild eines Strömungssteuersystems für einen turbogeladenen Motor veranschaulicht ist.Other features, advantages and details appear by way of example only in the following detailed description of embodiments, wherein the detailed description refers to the drawing, in which an exemplary schematic A diagram of a flow control system for a turbocharged engine is illustrated.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Zeichnung ein schematisches Schaubild eines Strömungssteuersystems, das durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist. Das Strömungssteuersystem 10 umfasst einen Motor 20, einen Turbolader 22, ein positives Kurbelwellengehäuse-Belüftungs-(PCV-)System 24 und einen Luftfilter 26. Der Motor 20 umfasst wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung 28, die einen sich auf- und abbewegenden Kolben 30 und Zylinder 32 umfasst. Ein Ansauganschluss 36 ist in einem Zylinderkopf 38 des Motors 20 für jeden Kolben 30 vorgesehen und wird verwendet, um ein Luft/Treibstoff-Gemisch von einem Ansaugkrümmer 40 zu liefern. Ein Ausstoßanschluss 42 ist für jede Kolben-Zylinder-Anordnung 28 vorgesehen und ist mit einem Abgaskrümmer 48 verbunden. Der Abgaskrümmer 48 steht in Fluidverbindung mit dem Motor 20 und ist ausgebildet, um Abgase von diesem zu entfernen. Während des Motorbetriebs saugt der Ansaugtakt des Kolbens 30 Ansaugluft durch den Ansaugkrümmer 40 und den Ansauganschluss 36. Während des Arbeitstakts des Kolbens 30 weht (blows by) ein Teil des Verbrennungsgases an dem Kolben 30 vorbei und in ein Kurbelwellengehäuse 50 des Motors 20 und wird als Blowby-Gas 52 bezeichnet. Das PCV-System 24 ist zum Zurückführen des Blowby-Gases 52 über den Ansaugkrümmer 40 zurück in den Motor 20 hinein vorgesehen.In accordance with an exemplary embodiment of the invention, the drawing is a schematic diagram of a flow control system designated by the reference number 10 is marked. The flow control system 10 includes an engine 20th , a turbocharger 22nd , a positive crankcase ventilation (PCV) system 24 and an air filter 26th . The motor 20th comprises at least one piston-cylinder arrangement 28 who have favourited an up and down piston 30th and cylinder 32 includes. A suction connection 36 is in a cylinder head 38 of the motor 20th for each flask 30th provided and is used to get an air / fuel mixture from an intake manifold 40 to deliver. An exhaust port 42 is for every piston-cylinder arrangement 28 and is provided with an exhaust manifold 48 connected. The exhaust manifold 48 is in fluid communication with the engine 20th and is configured to remove exhaust gases therefrom. While the engine is running, the intake stroke of the piston sucks 30th Intake air through the intake manifold 40 and the suction connection 36 . During the working stroke of the piston 30th blows by some of the combustion gas on the piston 30th over and into a crankcase 50 of the motor 20th and is called blowby gas 52 designated. The PCV system 24 is for recirculating the blowby gas 52 via the intake manifold 40 back in the engine 20th provided inside.

Das PCV-System 24 umfasst einen Luft-ÖI-Separator 56 und eine Düse 58, die jeglicher Art von Strömungssteuervorrichtung sein kann. Der Luft-Öl-Separator 56 kann in einem Kopfdeckel 60 des Motors 20 angeordnet sein und saugt die Blowby-Gase 52 von jeder Kolben-Zylinder-Anordnung 28 durch ein entsprechendes Entlüftungsrohr 54. Der Luft-Öl-Separator 56 wird eingesetzt, um Öltröpfchen und Ölnebel von dem Blowby-Gas 52 zu trennen. Der Luft-Öl-Separator 56 umfasst ferner zwei Auslässe 62 und 64 zum Ausstoßen des Blowby-Gases 52, wobei ein erster Auslass 62 fluidmäßig mit der in der Belüftungsleitung 63 angeordneten Düse 58 verbunden ist und der zweite Auslass 64 fluidmäßig mit einer PCV-Belüftungsleitung 68 verbunden ist. Der Luft-Öl-Separator 56 kann eine labyrinthartige Struktur mit mehreren Kammern zum Ölablassen (nicht gezeigt) umfassen, es versteht sich jedoch, dass der Luft-Öl-Separator 56 ebenso andere Ausgestaltungen umfassen kann.The PCV system 24 includes an air-oil separator 56 and a nozzle 58 which can be any type of flow control device. The air-oil separator 56 can in a head cover 60 of the motor 20th be arranged and sucks in the blowby gases 52 of each piston-cylinder arrangement 28 through a suitable ventilation pipe 54 . The air-oil separator 56 is used to remove oil droplets and oil mist from the blowby gas 52 to separate. The air-oil separator 56 also includes two outlets 62 and 64 to expel the blowby gas 52 , with a first outlet 62 fluidly with that in the ventilation line 63 arranged nozzle 58 is connected and the second outlet 64 fluidly with a PCV ventilation line 68 connected is. The air-oil separator 56 may comprise a labyrinth-like structure with multiple chambers for oil drainage (not shown), but it should be understood that the air-oil separator 56 can also include other configurations.

Bei der gezeigten beispielhaften Ausführungsform, ist die Düse 58 eine Düse vom Venturi-Typ, die einen Einlass 70 und einen Auslass 72 aufweist, es versteht sich jedoch, dass andere Arten von Düsen oder Ventilen ebenso verwendet werden können, um unter verschiedenen Motorbetriebsbedingungen im Wesentlichen konstante Strömung vorzusehen. Der Einlass 70 ist fluidmäßig mit dem ersten Auslass 62 des Luft-Öl-Separators 56 verbunden. Der Auslass 72 ist fluidmäßig mit dem Ansaugkrümmer 40 verbunden und stößt einen Teil des Blowby-Gases 52 aus, wenn das Blowby-Gas 52 den Luft-ÖI-Separator 56 durchläuft. Ein Beispiel für die Düse 58 ist in dem US-Patent 7 431 023 B2 beschrieben.In the exemplary embodiment shown, the nozzle is 58 a venturi-type nozzle that has an inlet 70 and an outlet 72 , however, it will be understood that other types of nozzles or valves can also be used to provide substantially constant flow under various engine operating conditions. The inlet 70 is fluid with the first outlet 62 of the air-oil separator 56 connected. The outlet 72 is fluidic with the intake manifold 40 connected and pushes part of the blowby gas 52 off when the blowby gas 52 the air-oil separator 56 passes through. An example of the nozzle 58 is in that U.S. Patent 7,431,023 B2 described.

Der Turbolader 22 umfasst einen Abgaseinlass 74, einen Umgebungslufteinlass 76, einen Abluftauslass 78, einen Abgasauslass 79, eine Turbine 80 und einen Kompressor 82. Eine Abgasleitung 84 verbindet den Abgaskrümmer 48 des Motors 20 mit dem Abgaseinlass 74 des Turboladers 22, wo aus dem Abgaskrümmer 48 entlassenes Abgas in den Turbolader 22 eindringt. Abgas wird verwendet, um ein innerhalb der Turbine 80 des Turboladers 22 angeordnetes Turbinenrad (nicht gezeigt) anzutreiben, was wiederum eine Welle 86 antreibt, die ein Rad (nicht gezeigt) des Kompressors 82 antreibt. Das Abgas verlässt den Turbolader 22 durch den Abgasauslass 79, an dem das Abgas das Strömungssteuersystem 10 durch ein Abgassystem (nicht gezeigt) verlässt. Umgebungsluft dringt in den Kompressor 82 des Turboladers 22 durch einen Luftansaugkanal 88 ein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Luftfilter 26 vor dem Luftansaugkanal 88 angeordnet. Der Kompressor 82 komprimiert oder turbolädt die Umgebungsluft und gibt die komprimierte Umgebungsluft dann durch den Abluftauslass 78 und zu dem Ansaugkrümmer 40 aus. Bei einer Ausführungsform ist an der Abgasleitung 84 ein Wastegate-Ventil 90 vorgesehen und wird verwendet, um selektiv einiges oder alles Abgas von der Turbine 80 des Turboladers 22 umzuleiten.The turbocharger 22nd includes an exhaust inlet 74 , an ambient air inlet 76 , an exhaust outlet 78 , an exhaust outlet 79 , a turbine 80 and a compressor 82 . An exhaust pipe 84 connects the exhaust manifold 48 of the motor 20th with the exhaust inlet 74 of the turbocharger 22nd where from the exhaust manifold 48 discharged exhaust gas into the turbocharger 22nd penetrates. Exhaust gas is used to make an inside the turbine 80 of the turbocharger 22nd arranged turbine wheel (not shown) to drive, which in turn is a shaft 86 which drives one wheel (not shown) of the compressor 82 drives. The exhaust gas leaves the turbocharger 22nd through the exhaust outlet 79 at which the exhaust gas is the flow control system 10 exits through an exhaust system (not shown). Ambient air enters the compressor 82 of the turbocharger 22nd through an air intake duct 88 one. In the embodiment shown, the air filter is 26th in front of the air intake duct 88 arranged. The compressor 82 compresses or turbo-charges the ambient air and then releases the compressed ambient air through the exhaust air outlet 78 and to the intake manifold 40 out. In one embodiment is on the exhaust line 84 a wastegate valve 90 and is used to selectively remove some or all of the exhaust gas from the turbine 80 of the turbocharger 22nd redirect.

Die PCV-Belüftungsleitung 68 verbindet den Luft-Öl-Separator 56 fluidmäßig mit dem Luftansaugkanal 88 des Turboladers 22. Die PCV-Belüftungsleitung 68 führt einen Teil des in dem Luft-Öl-Separator 56 angesammelten Blowby-Gases 52 dem Luftansaugkanal 88 stromaufwärts des Turboladers zu. Wenn der Motor 20 unter Last-Bedingung (boosted) betrieben wird, werden diese Blowby-Gase 52 von der PCV-Belüftungsleitung 68 durch den Kompressor 82 gesogen und werden zur Wiederverbrennung durch den Ansaugkrümmer 40 zurück in den Motor 20 eingebracht. Umgekehrt wird, wenn der Motor 20 unter Nicht-Last-Bedingung (non-boosted) betrieben wird, das Blowby-Gas 52 nicht in die PCV-Belüftungsleitung 68 eingebracht, sondern wird stattdessen von einem konventionellen Blowby-Strömungsregulierer, wie etwa der Düse 58, die in gebräuchlichen Motorsystemen verwendet wird, durch die Belüftungsleitung 63 in den Ansaugkrümmer 40 eingebracht. Heutzutage verfügbare aktuelle Motorsysteme weisen einen konventionellen Strömungsregulierer, wie etwa ein PCV-Ventil, eine Düse, einen Durchlass oder einen Kurbelwellengehäusedruckregulierer auf.The PCV ventilation line 68 connects the air-oil separator 56 fluidly with the air intake duct 88 of the turbocharger 22nd . The PCV ventilation line 68 performs part of the in the air-oil separator 56 accumulated blowby gas 52 the air intake duct 88 upstream of the turbocharger. When the engine 20th is operated under load condition (boosted), these are blowby gases 52 from the PCV ventilation line 68 through the compressor 82 sucked in and are being re-burned through the intake manifold 40 back in the engine 20th brought in. It is reversed when the engine 20th is operated under no-load condition (non-boosted), the blowby gas 52 not in the PCV ventilation line 68 but is instead supplied by a conventional blowby flow regulator such as the nozzle 58 used in common motor systems through the ventilation duct 63 into the intake manifold 40 brought in. Current engine systems available today include a conventional flow regulator such as a PCV valve, nozzle, throat, or crankcase pressure regulator.

Eine Strömungsregulierungsvorrichtung 92 ist innerhalb der PCV-Belüftungsleitung 68 angeordnet. Die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 wird eingesetzt, um selektiv die Strömung des Blowby-Gases 52 von dem Luft-Öl-Separator 56 in den Umgebungslufteinlass 76 des Turboladers 22 zu begrenzen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform könnte die Strömungssteuervorrichtung 92 eine Venturi-Düse sein, die einen konvergenten Einlass und einen divergenten Auslass aufweist. Jedoch versteht es sich, dass andere Arten von Strömungsregulierungsvorrichtungen in der PCV-Belüftungsleitung 68 eingesetzt werden können, um die Strömung des Blowby-Gases 52 durch diese zu begrenzen oder zu kontrollieren. Zum Beispiel könnte die Strömungssteuervorrichtung 92 ein elektronisch gesteuertes oder ein mechanisches Ventil sein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist auch ein Rückschlagventil 94 stromaufwärts der Strömungssteuervorrichtung 92 in der PCV-Belüftungsleitung 68 vorgesehen. Das Rückschlagventil 94 ist dazu vorgesehen, das Auftreten von Rückströmung in die PCV-Belüftungsleitung 68 im Wesentlichen zu verhindern. D.h. das Rückschlagventil 94 verhindert oder reduziert im Wesentlichen das Auftreten von Umgebungsluft aus dem Luftansaugkanal 88, die durch die PCV-Belüftungsleitung 68 in den Luft-ÖI-Separator 56 strömt. Es sei angemerkt, dass, obwohl ein PCV-System in 1 dargestellt ist, es sich versteht, dass die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 in anderen Arten von Belüftungssystemen ebenso eingesetzt werden kann. Zum Beispiel könnte bei einer anderen Ausführungsform die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 in einem geschlossenen Kurbelwellengehäuse-Belüftungssystem (CCV-System von closed crankcase vent) verwendet werden.A flow regulator device 92 is inside the PCV ventilation duct 68 arranged. The flow regulating device 92 is used to selectively reduce the flow of blowby gas 52 from the air-oil separator 56 into the ambient air inlet 76 of the turbocharger 22nd to limit. In an exemplary embodiment, the flow control device could 92 be a venturi nozzle that has a convergent inlet and a divergent outlet. However, it should be understood that other types of flow regulating devices can be used in the PCV vent line 68 can be used to control the flow of blowby gas 52 by limiting or controlling them. For example, the flow control device could 92 be an electronically controlled or a mechanical valve. In the embodiment shown, there is also a check valve 94 upstream of the flow control device 92 in the PCV ventilation line 68 intended. The check valve 94 is intended to prevent backflow from occurring in the PCV ventilation line 68 essentially prevent. Ie the check valve 94 essentially prevents or reduces the occurrence of ambient air from the air intake duct 88 passing through the PCV ventilation duct 68 in the air-oil separator 56 flows. It should be noted that although a PCV system is included in 1 It is to be understood that the flow regulating device 92 can be used in other types of ventilation systems as well. For example, in another embodiment, the flow regulating device 92 be used in a closed crankcase ventilation system (CCV system of closed crankcase vent).

Wenn eine große Menge an Luftströmung in den Umgebungslufteinlass 76 des Kompressors 82 vorhanden ist, wird an dem Umgebungslufteinlass 76 und innerhalb des Kurbelwellengehäuses 50 ein Vakuum erzeugt. Eine große Menge an Luftströmung an dem Umgebungslufteinlass 76 tritt typischerweise unter Bedingungen hoher Last auf. Das Erzeugen eines partiellen Vakuums innerhalb des Kurbelwellengehäuses 50 des Motors 20 ist grundsätzlich unerwünscht, da ein partielles Vakuum dazu führen kann, dass die negative Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses 50 überschritten wird. Bei einer Ausführungsform beträgt die negative Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses 50 ungefähr -4 kPa, jedoch versteht es sich, dass dieser Wert abhängig von der Ausgestaltung des Motordichtungssystems variieren kann. Dies ist vor allem problematisch, weil ein Überschreiten der negativen Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses 50 dazu führen kann, dass die innerhalb des Kurbelwellengehäuses 50 angeordneten Kurbelwellendichtungen (nicht gezeigt) aus einer eingesetzten Position herausgezogen werden oder so in einer Weise deformiert werden, dass die Funktion vermindert ist. Somit wird die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 eingesetzt, um die Menge an Blowby-Gas 52 zu begrenzen, die unter Hochvakuumbedingungen in den Luftansaugkanal 88 stromaufwärts des Umgebungslufteinlasses 76 des Kompressors 82 eindringt. Ein Begrenzen der Mengenströmung des Blowby-Strömungsgases 52 in den Umgebungslufteinlass 76 des Kompressors 82 wiederum reduziert oder eliminiert im Wesentlichen Umstände, in denen der Kompressor 82 ein partielles Vakuum innerhalb des Kurbelwellengehäuses 50 erzeugt und die negative Druckgrenze überschritten wird.When a large amount of air flow into the ambient air intake 76 of the compressor 82 is present, is at the ambient air inlet 76 and inside the crankcase 50 creates a vacuum. A large amount of air flow at the ambient air inlet 76 typically occurs under high load conditions. The creation of a partial vacuum inside the crankcase 50 of the motor 20th is fundamentally undesirable, as a partial vacuum can lead to the negative pressure limit of the crankshaft housing 50 is exceeded. In one embodiment, the negative pressure limit of the crankshaft housing is 50 approximately -4 kPa, but it should be understood that this value can vary depending on the design of the engine sealing system. This is particularly problematic because the negative pressure limit of the crankshaft housing is exceeded 50 can cause the inside of the crankcase 50 arranged crankshaft seals (not shown) are pulled out of an inserted position or are deformed in such a way that the function is reduced. Thus, the flow regulating device becomes 92 used to reduce the amount of blowby gas 52 to limit that under high vacuum conditions in the air intake duct 88 upstream of the ambient air inlet 76 of the compressor 82 penetrates. Limiting the mass flow of the blowby flow gas 52 into the ambient air inlet 76 of the compressor 82 in turn, reduces or essentially eliminates circumstances in which the compressor 82 a partial vacuum within the crankcase 50 generated and the negative pressure limit is exceeded.

Mehrere andere Ansätze sind derzeit verfügbar, um die Menge an Luftströmung in den Luftansaugkanal 88 des Turboladers 82 zu begrenzen. Jedoch hat jeder dieser Ansätze signifikante Nachteile. Zum Beispiel ist bei einem Ansatz ein Teil des PCV-Belüftungsleitungsdurchmessers an dem Luft-Öl-Separator eingeschränkt. Bei einem alternativen Ansatz ist in der PCV-Belüftungsleitung ein Durchlass mit einer bestimmten Größe vorgesehen. Jedoch kann das Auswählen eines geeigneten PCV-Leitungsdurchmessers oder Durchlasses manchmal Wochen an Testen und Entwicklung erfordern. Selbst wenn der geeignete PCV-Leitungsdurchmesser oder Durchlass ausgewählt ist, kann es sein, dass PCV-Vereisungs- oder Kurbelwellengehäuse-NOx-Anforderungen nicht immer erfüllt werden. Ein anderer Ansatz ist, die Länge der PCV-Belüftungsleitung signifikant zu verlängern. Jedoch hat auch dieser Ansatz die Tendenz dazu, kondensiertes Wasser anzusammeln und zu gefrieren. Die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 innerhalb der PCV-Belüftungsleitung 68 angeordnet vorzusehen, reduziert oder verhindert, dass der negative Kurbelwellengehäusedruck unter Bedingungen hoher Last überschritten wird, während gleichzeitig PCV-Vereisungs- und Kurbelwellengehäuse-NOx-Anforderungen erfüllt werden. Die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 kann auch weniger teuer im Vergleich zu einigen anderen derzeit verfügbaren Ansätzen sein, da Entwicklungs- und Testzeit signifikant reduziert sind, wenn die Strömungsregulierungsvorrichtung 92 eingesetzt wird.Several other approaches are currently available to reduce the amount of air flow into the air intake duct 88 of the turbocharger 82 to limit. However, each of these approaches has significant disadvantages. For example, in one approach, a portion of the PCV vent line diameter is restricted on the air-oil separator. In an alternative approach, a passage of a certain size is provided in the PCV ventilation line. However, selecting an appropriate PCV conduit diameter or passage can sometimes take weeks of testing and development. Even if the appropriate PCV line diameter or passage is selected, PCV icing or crankcase NO x requirements may not always be met. Another approach is to significantly increase the length of the PCV ventilation line. However, even this approach has a tendency to accumulate and freeze condensed water. The flow regulating device 92 inside the PCV ventilation line 68 arranged to reduce or prevent the negative crankcase pressure from being exceeded under high load conditions while simultaneously meeting PCV icing and crankcase NO x requirements. The flow regulating device 92 can also be less expensive compared to some other currently available approaches, since development and testing time are significantly reduced when using the flow regulator 92 is used.

Claims (9)

Strömungssteuersystem (10) umfassend: einen Motor (20), der einen Luft-Öl-Separator (56) und einen Ansaugkrümmer (40) aufweist, wobei der Luft-Öl-Separator (56) Öltröpfchen und Ölnebel von einem Blowby-Gas (52) trennt; einen Turbolader (22), der einen Lufteinlass (76) und einen Luftauslass (78) aufweist, wobei der Luftauslass (78) fluidmäßig mit dem Ansaugkrümmer (40) des Motors (20) verbunden ist; eine positive Kurbelwellengehäuse-Belüftungs-(PCV-)Belüftungsleitung (68), die ein erstes, fluidmäßig mit dem Luft-Öl-Separator (56) verbundenes Ende und ein zweites, fluidmäßig mit dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) verbundenes Ende aufweist, wobei die PCV-Belüftungsleitung (68) das Blowby-Gas (52) von dem Luft-Öl-Separator (56) zu dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) liefert; und eine Strömungsregulierungsvorrichtung (92); dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsregulierungsvorrichtung (92) in der PCV-Belüftungsleitung (68) angeordnet und eingerichtet ist, um selektiv die Strömung von Blowby-Gas (52) von dem Luft-Öl-Separator (56) zu dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) derart zu begrenzen, dass eine negative Druckgrenze in dem Kurbelwellengehäuse (50) unter hoher Motorlast nicht in Richtung erhöhten Vakuums überschritten wird.A flow control system (10) comprising: an engine (20) having an air-oil separator (56) and an intake manifold (40), the air-oil separator (56) having oil droplets and oil mist from a blowby gas (52 ) separates; a turbocharger (22) having an air inlet (76) and an air outlet (78), the air outlet (78) being fluidly connected to the intake manifold (40) of the engine (20); a positive crankcase ventilation (PCV) ventilation line (68) having a first end fluidly connected to the air-oil separator (56) and a second end fluidly connected to the air inlet (76) of the turbocharger (22) wherein the PCV vent line (68) delivers the blowby gas (52) from the air-oil separator (56) to the air inlet (76) of the turbocharger (22); and a flow regulator (92); characterized in that the flow regulating device (92) is arranged in the PCV ventilation line (68) and is arranged to selectively reduce the flow of blowby gas (52) from the air-oil separator (56) to the air inlet (76) of the To limit the turbocharger (22) such that a negative pressure limit in the crankshaft housing (50) is not exceeded under high engine load in the direction of increased vacuum. Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Strömungsregulierungsvorrichtung (92) den Mengenstrom des Blowby-Gases (52) begrenzt, wenn ein partielles Vakuum an dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) und in einem Kurbelwellengehäuse des Motors (20) erzeugt wird, und wobei die Strömungsregulierungsvorrichtung (92) dazu ausgebildet ist, Umstände im Wesentlichen zu eliminieren, in denen die negative Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses in Richtung erhöhten Vakuums überschritten wird.Flow control system (10) according to Claim 1 wherein the flow regulating device (92) limits the flow rate of the blowby gas (52) when a partial vacuum is generated at the air inlet (76) of the turbocharger (22) and in a crankshaft housing of the engine (20), and wherein the flow regulating device ( 92) is designed to essentially eliminate circumstances in which the negative pressure limit of the crankshaft housing is exceeded in the direction of increased vacuum. Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei die negative Druckgrenze des Kurbelwellengehäuses (50) -4 kPa beträgt.Flow control system (10) according to Claim 1 , wherein the negative pressure limit of the crankshaft housing (50) is -4 kPa. Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei in der PCV-Belüftungsleitung (68) stromaufwärts der Strömungsregulierungsvorrichtung (92) ein Rückschlagventil (94) umfasst ist, und wobei das Rückschlagventil (94) Luft aus dem Lufteinlass (76) des Turboladers (22) an einem Strömen in den Luft-Öl-Separator (56) hinein im Wesentlichen hindert.Flow control system (10) according to Claim 1 wherein in the PCV ventilation line (68) upstream of the flow regulating device (92) a check valve (94) is included, and wherein the check valve (94) air from the air inlet (76) of the turbocharger (22) flowing into the air Oil separator (56) essentially prevents it. Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Strömungsregulierungsvorrichtung (92) eine Venturi-Düse, ein elektronisch gesteuertes Ventil oder ein mechanisch gesteuertes Ventil ist.Flow control system (10) according to Claim 1 wherein the flow regulating device (92) is a venturi nozzle, an electronically controlled valve or a mechanically controlled valve. Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei eine Düse den Luft-Öl-Separator (56) mit dem Ansaugkrümmer (40) des Motors (20) fluidmäßig verbindet.Flow control system (10) according to Claim 1 wherein a nozzle fluidly connects the air-oil separator (56) to the intake manifold (40) of the engine (20). Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (22) durch den Lufteinlass (76) fluidmäßig mit einem Luftfilter (26) verbunden ist,Flow control system (10) according to Claim 1 wherein the turbocharger (22) is fluidly connected to an air filter (26) through the air inlet (76), Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (22) einen Abgaseinlass (74) umfasst, und wobei eine Abgasleitung (84) einen Abgaskrümmer (48) des Motors (20) fluidmäßig mit dem Abgaseinlass (74) des Turboladers (22) verbindet.Flow control system (10) according to Claim 1 wherein the turbocharger (22) comprises an exhaust gas inlet (74), and wherein an exhaust line (84) fluidly connects an exhaust manifold (48) of the engine (20) to the exhaust gas inlet (74) of the turbocharger (22). Strömungssteuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (22) einen Abgasauslass (79) umfasst, der fluidmäßig mit einem Abgassystem verbunden ist.Flow control system (10) according to Claim 1 wherein the turbocharger (22) includes an exhaust outlet (79) fluidly connected to an exhaust system.
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